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[摘 要]本文介绍了天然气的内腐蚀和外腐蚀两种形式，并总结了天然气埋地管道的防腐措施。
[关键词]天然气 管道 腐蚀
中图分类号：TE642 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0062-01
1 前言
腐蚀目前已经不仅仅局限于金属在环境介质中而产生的破坏，目前已经把腐蚀的定义扩大到了所有的材料，即材料受环境介质的化学作用而破坏的现象都叫腐蚀。由于金属的化学性质比较活泼，其与环境介质发生化学作用比较容易，所以金属发生腐蚀成为了一种自然趋势，并且比较常见。
腐蚀给金属材料造成了巨大的损失，其中其直接损失是显而易见的，但若用于生产中，其损失就远远超出原材料的价格了。比如飞机、舰船等，其造价远超过其原材料的价格，因腐蚀所造成的间接损失则难以统计，如果发电厂的锅炉管爆炸，更换一根不过几百元，但引起许多工厂停产的损失则是十分惊人的。由于腐蚀带来的损失我国至今还没有完整的统计数字，但许多事例表明，各行业均普遍存在金属腐蚀的问题。
石油天然气管道从油气供应点到油气使用场所，经过各种各样的复杂地形，管道所处的环境变化万千，输送介质中往往含有H2S、CO2等酸性腐蚀介质，它们溶于管道中的水形成酸，与管道内壁发生电化学反应，同时管道外壁与土壤还可能发生土壤腐蚀，这给输气管道的安全运行造成威胁，一旦发生腐蚀穿孔还将产生巨大的财产损失和人员伤亡。因此对天然气管道进行防腐蚀保护是很有必要的。
2 天然气管道的腐蚀类型
长输天然气管道大多数为埋地管道，气腐蚀，因为腐蚀在运行中与输送介质发生内腐蚀，同时外壁与土壤大气分别发生土壤腐蚀和大气腐蚀，类型不同对应的防护措施也不一样。
2.1 天然气管道的内腐蚀
管道发生内腐蚀之后，会降低管道结构的强度，加速管道老化，从而导致管道泄漏，后果较严重。
管道内腐蚀的类型主要有均匀腐蚀、坑蚀、应力腐蚀、冲刷腐蚀等几类。
天然气管道发生内腐蚀，水汽是不可缺少的必要条件，天然气管道的某些部位发生了液体积聚，天然气中的硫化氢等酸性介质溶于水汽中，即对管道产生腐蚀。天然气中的水汽凝结在管壁形成膜，则造成均匀腐蚀。
二氧化碳是形成管道内腐蚀的主要原因之一，但只有二氧化碳和水共存形成碳酸时，才会对钢材造成腐蚀，可能出现的腐蚀类型主要有：有碳酸盐覆盖膜情况下的均匀腐蚀，无碳酸盐膜覆盖下的均匀腐蚀、无膜区局部腐蚀等。
少量的硫化氢溶于水也会对燃气管道带来一定的腐蚀，硫化氢在水中有较高的溶解度，能引起的腐蚀主要有硫化氢应力腐蚀破裂、电化学失重腐蚀等。
天然气管道输送的介质中往往含有H2S、CO2水等具有腐蚀性的介质，它们与管道内壁易发生电化学腐蚀，天然气管道输送的介质中含有H2S、CO2溶于水，生成酸，碳钢在酸中发生电化学反应腐蚀，在阳极区铁被氧化为Fe2+离子，所放出的电子自阳极（Fe）流至钢中的阴极（Fe3C）上被H+吸收而被还原成氢气，即： 阳极氧化反应：
阴极还原反应：
总的反应：
2.2 天然气管道的外腐蚀
绝大部分城镇燃气管道都是敷设在地下，并且当前较大口径管道都是金属管道，对地下管道最严酷的挑战是腐蚀问题。做好金属管道防腐关系到燃气输配管网的安全级功能完整，也极大的关系到系统的经济性。
金属发生的腐蚀主要有电化学腐蚀、微生物引起的腐蚀以及化学腐蚀、物理腐蚀。
电化学腐蚀主要是金属表面接触电解质而发生阳极反应、阴极反应，并产生电流，由于阳极区金属正离子进入电解质而形成腐蚀。若埋地的管道通过的土壤结构不同、潮湿程度不同时，氧的渗入难易不同，则会构成氧的浓度差电池，从而对金属管道造成一定程度上的腐蚀。由直流电源设备（如电气火车、有轨电车等）漏失出来的杂散电流也会对埋地金属管道造成腐蚀，腐蚀破坏即在杂散电流从管道流出的阳极区。
细菌发生的腐蚀并非是对金属的直接侵蚀，是生物的催化作用间接的对金属腐蚀的电化学过程产生影响，从而加速了金属的电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属表面与非电解质发生化学反应而导致的腐蚀。物理腐蚀是金属与某些物质接触而发生溶解导致的腐蚀。地下钢管所发生的腐蚀主要是电化学腐蚀。
3 天然气埋地管道防腐蚀措施
全球每年由于油气管道腐蚀而造成的经济损失都达数百亿美元，因此，针对天然气埋地管道的内外腐蚀情况，应该采取必要的措施。
天然气管道服役时间越长，内腐蚀问题随着也会日益严重，所以在天然气管道运行初期就要加强对管道的维护性管理，并应建立健全我国天然气内腐蚀调查、监测、评估和管理办法以及应急事故预案。
天然气埋地管道必须进行外防腐。对于管道防腐采取的主要措施有缓蚀剂防护、涂层防护、阴极保护等。
埋地天然气管道除了要选用具有良好耐蚀性能的合金钢之外，加入缓蚀剂能有效的减缓管道腐蚀，缓蚀剂是通过缓蚀剂分子上的极性集团的物理吸附作用或化学吸附作用，使缓蚀剂吸附在金属表面，从而有效的减缓管道腐蚀。
防蚀涂层目前已广泛用于埋地管道的腐蚀控制中，主要类型有复合涂层、环氧粉末涂层以及液體聚氨酯涂层等。三层聚乙烯/聚丙烯系统时目前常用的复合涂层，由环氧粉末底层、粘结剂中间层和聚烯烃外护层组成，综合性能优异。
环氧粉末涂层作为复合涂层的底层在我国也得到了推广应用其优良的性能适用于大多数土壤环境，但由于其在高温条件下有较高的吸水率，且对冲击较敏感，故不适用于石方段和湿热环境。
液体聚氨酯涂料经常用于管道的涂层修复，抗磨损和土壤应力的能力强。但其在涂敷过程中对湿气和潮气较敏感。
埋地管道阴极保护主要有外加电流保护和牺牲阳极保护两种方式。市区外埋地敷设的燃气干管采用阴极保护时，宜采用强制电流方式，市内埋地敷设的燃气干管采用阴极保护时宜采用牺牲阳极法。
此外，要想做到真正意义上提高防腐质量，还要通过有关部门加强管理，按规操作，注意科学发展动态，采用新技术、新材料，以延长管网的使用寿命。
本文介绍了天然气埋地管道的内腐蚀和外腐蚀两种形式，并总结了天然气管道的防腐措施。目前常用的防腐措施主要有缓蚀剂防护、涂层防护以及阴极保护等几种方式，若要真正意义上提高防腐质量，相关部门还需加强管理，合理采用新材料、新技术，从而最大限度的延长天然气埋地管网的使用寿命。
参考文献
[1] 罗鹏，张一玲，蔡培培等，长输天然气管道内腐蚀事故调查分析与对策，石油与天然气，2010，24（6）：15-21.
[2] 周虹伶，曹辉祥，天然气管道腐蚀研究，内蒙古石油化工，2009，第13期：5-6.
[3] 赵文德，石油天然气管道的腐蚀与防护，化学工程与装备，2006，第7期：100-101.
[4] 詹淑民，龚新，埋地燃气管道防腐现状与对策，煤气与热力，2000，20（3）：204-206.
[关键词]天然气 管道 腐蚀
中图分类号：TE642 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0062-01
1 前言
腐蚀目前已经不仅仅局限于金属在环境介质中而产生的破坏，目前已经把腐蚀的定义扩大到了所有的材料，即材料受环境介质的化学作用而破坏的现象都叫腐蚀。由于金属的化学性质比较活泼，其与环境介质发生化学作用比较容易，所以金属发生腐蚀成为了一种自然趋势，并且比较常见。
腐蚀给金属材料造成了巨大的损失，其中其直接损失是显而易见的，但若用于生产中，其损失就远远超出原材料的价格了。比如飞机、舰船等，其造价远超过其原材料的价格，因腐蚀所造成的间接损失则难以统计，如果发电厂的锅炉管爆炸，更换一根不过几百元，但引起许多工厂停产的损失则是十分惊人的。由于腐蚀带来的损失我国至今还没有完整的统计数字，但许多事例表明，各行业均普遍存在金属腐蚀的问题。
石油天然气管道从油气供应点到油气使用场所，经过各种各样的复杂地形，管道所处的环境变化万千，输送介质中往往含有H2S、CO2等酸性腐蚀介质，它们溶于管道中的水形成酸，与管道内壁发生电化学反应，同时管道外壁与土壤还可能发生土壤腐蚀，这给输气管道的安全运行造成威胁，一旦发生腐蚀穿孔还将产生巨大的财产损失和人员伤亡。因此对天然气管道进行防腐蚀保护是很有必要的。
2 天然气管道的腐蚀类型
长输天然气管道大多数为埋地管道，气腐蚀，因为腐蚀在运行中与输送介质发生内腐蚀，同时外壁与土壤大气分别发生土壤腐蚀和大气腐蚀，类型不同对应的防护措施也不一样。
2.1 天然气管道的内腐蚀
管道发生内腐蚀之后，会降低管道结构的强度，加速管道老化，从而导致管道泄漏，后果较严重。
管道内腐蚀的类型主要有均匀腐蚀、坑蚀、应力腐蚀、冲刷腐蚀等几类。
天然气管道发生内腐蚀，水汽是不可缺少的必要条件，天然气管道的某些部位发生了液体积聚，天然气中的硫化氢等酸性介质溶于水汽中，即对管道产生腐蚀。天然气中的水汽凝结在管壁形成膜，则造成均匀腐蚀。
二氧化碳是形成管道内腐蚀的主要原因之一，但只有二氧化碳和水共存形成碳酸时，才会对钢材造成腐蚀，可能出现的腐蚀类型主要有：有碳酸盐覆盖膜情况下的均匀腐蚀，无碳酸盐膜覆盖下的均匀腐蚀、无膜区局部腐蚀等。
少量的硫化氢溶于水也会对燃气管道带来一定的腐蚀，硫化氢在水中有较高的溶解度，能引起的腐蚀主要有硫化氢应力腐蚀破裂、电化学失重腐蚀等。
天然气管道输送的介质中往往含有H2S、CO2水等具有腐蚀性的介质，它们与管道内壁易发生电化学腐蚀，天然气管道输送的介质中含有H2S、CO2溶于水，生成酸，碳钢在酸中发生电化学反应腐蚀，在阳极区铁被氧化为Fe2+离子，所放出的电子自阳极（Fe）流至钢中的阴极（Fe3C）上被H+吸收而被还原成氢气，即： 阳极氧化反应：
阴极还原反应：
总的反应：
2.2 天然气管道的外腐蚀
绝大部分城镇燃气管道都是敷设在地下，并且当前较大口径管道都是金属管道，对地下管道最严酷的挑战是腐蚀问题。做好金属管道防腐关系到燃气输配管网的安全级功能完整，也极大的关系到系统的经济性。
金属发生的腐蚀主要有电化学腐蚀、微生物引起的腐蚀以及化学腐蚀、物理腐蚀。
电化学腐蚀主要是金属表面接触电解质而发生阳极反应、阴极反应，并产生电流，由于阳极区金属正离子进入电解质而形成腐蚀。若埋地的管道通过的土壤结构不同、潮湿程度不同时，氧的渗入难易不同，则会构成氧的浓度差电池，从而对金属管道造成一定程度上的腐蚀。由直流电源设备（如电气火车、有轨电车等）漏失出来的杂散电流也会对埋地金属管道造成腐蚀，腐蚀破坏即在杂散电流从管道流出的阳极区。
细菌发生的腐蚀并非是对金属的直接侵蚀，是生物的催化作用间接的对金属腐蚀的电化学过程产生影响，从而加速了金属的电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属表面与非电解质发生化学反应而导致的腐蚀。物理腐蚀是金属与某些物质接触而发生溶解导致的腐蚀。地下钢管所发生的腐蚀主要是电化学腐蚀。
3 天然气埋地管道防腐蚀措施
全球每年由于油气管道腐蚀而造成的经济损失都达数百亿美元，因此，针对天然气埋地管道的内外腐蚀情况，应该采取必要的措施。
天然气管道服役时间越长，内腐蚀问题随着也会日益严重，所以在天然气管道运行初期就要加强对管道的维护性管理，并应建立健全我国天然气内腐蚀调查、监测、评估和管理办法以及应急事故预案。
天然气埋地管道必须进行外防腐。对于管道防腐采取的主要措施有缓蚀剂防护、涂层防护、阴极保护等。
埋地天然气管道除了要选用具有良好耐蚀性能的合金钢之外，加入缓蚀剂能有效的减缓管道腐蚀，缓蚀剂是通过缓蚀剂分子上的极性集团的物理吸附作用或化学吸附作用，使缓蚀剂吸附在金属表面，从而有效的减缓管道腐蚀。
防蚀涂层目前已广泛用于埋地管道的腐蚀控制中，主要类型有复合涂层、环氧粉末涂层以及液體聚氨酯涂层等。三层聚乙烯/聚丙烯系统时目前常用的复合涂层，由环氧粉末底层、粘结剂中间层和聚烯烃外护层组成，综合性能优异。
环氧粉末涂层作为复合涂层的底层在我国也得到了推广应用其优良的性能适用于大多数土壤环境，但由于其在高温条件下有较高的吸水率，且对冲击较敏感，故不适用于石方段和湿热环境。
液体聚氨酯涂料经常用于管道的涂层修复，抗磨损和土壤应力的能力强。但其在涂敷过程中对湿气和潮气较敏感。
埋地管道阴极保护主要有外加电流保护和牺牲阳极保护两种方式。市区外埋地敷设的燃气干管采用阴极保护时，宜采用强制电流方式，市内埋地敷设的燃气干管采用阴极保护时宜采用牺牲阳极法。
此外，要想做到真正意义上提高防腐质量，还要通过有关部门加强管理，按规操作，注意科学发展动态，采用新技术、新材料，以延长管网的使用寿命。
本文介绍了天然气埋地管道的内腐蚀和外腐蚀两种形式，并总结了天然气管道的防腐措施。目前常用的防腐措施主要有缓蚀剂防护、涂层防护以及阴极保护等几种方式，若要真正意义上提高防腐质量，相关部门还需加强管理，合理采用新材料、新技术，从而最大限度的延长天然气埋地管网的使用寿命。
参考文献
[1] 罗鹏，张一玲，蔡培培等，长输天然气管道内腐蚀事故调查分析与对策，石油与天然气，2010，24（6）：15-21.
[2] 周虹伶，曹辉祥，天然气管道腐蚀研究，内蒙古石油化工，2009，第13期：5-6.
[3] 赵文德，石油天然气管道的腐蚀与防护，化学工程与装备，2006，第7期：100-101.
[4] 詹淑民，龚新，埋地燃气管道防腐现状与对策，煤气与热力，2000，20（3）：204-206.